1. 1
Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Maquinabilidad
M.C. Mario Saldaña
2. HERRAMIENTAS DE CORTE
Uno de los componentes más importantes en el proceso de maquinado
es la herramienta de corte o cortador, de cuya función dependerá la
eficiencia de la operación.
REQUISITOS DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE:
• Alta resistencia al desgaste (DUROS).
• Alta estabilidad física y química a alta temperatura.
• Alta resistencia a la fractura.
• Capaces de mantener una dureza al rojo durante la operación de maquinado
(deseado).
• Deben tener una forma tal que la arista afilada pueda penetrar debidamente
la pieza (geometría apropiada).
Nota: No es posible tener todas las propiedades a la vez, por ello el estudio de
los diferentes tipos de herramientas, sus propiedades, sus aplicaciones, etc.
3. HERRAMIENTAS DE CORTE
Los materiales utilizados en las herramientas de corte son muy duros si
se comparan con los materiales mecanizados
RELEVANTE:
Entre mayor sea la dureza del
material de la herramienta, mas
fácilmente pierde tenacidad (menor
resistencia a los impactos).
Entre mayor sea la temperatura
durante la operación de corte por
arranque d viruta, mas será la
perdida de dureza de la
herramienta y por consiguiente el
desgaste en el filo.
5. Materiales De Las Herramientas De Corte
Los cortadores o buriles se fabrican generalmente de éstos materiales:
•Acero de alta velocidad (HSS).
•Carburos cementados (HM) U31
•Diamante U32
•Cerámicos U32
•Cermets U32
•Materiales policristalino U33
•Entre otras nuevas herramientas y recubrimientos
6. Acero de alta velocidad (HSS).
• Muy utilizado en la actualidad.
• Son aceros con alto contenido en carbono con adiciones
considerables de elementos de aleación tales como W, Mo, Cr,
V y Co.
•Existe una gran cantidad de aceros
rápidos, según sus elementos de
aleación y los tratamientos térmicos que
sufren.
•Dado que es un material de relativo
bajo costo, se emplea para
herramientas de una sola pieza.
•También se utilizan herramientas de
acero rápido recubiertas.
TAREA
7. Carburos cementados (HM)
• Existen diferentes tipos de Carburos en
función de la composición, tamaño de
grano de los polvos de partida, etc.
• Para clasificar los diferentes tipos de
metal duro se usa la norma ISO: ISO
513:2012
• La norma clasifica los diferentes tipos de
metal duro en 6 grupos, según el
material que pueda mecanizar la
herramienta. Cada grupo se designa con
una letra: P, M, K, S, N y H.
• Dentro de cada grupo, se diferencian
unos grados o escalas que determinan
la relación entre dureza-tenacidad del
metal duro.
• Estos grados se determinan con un
número.
8. Diamante, Cerámico, Cermet y Mat Policristalinos
• Las cerámicas son materiales muy duros,
pero que mantienen cierta tenacidad. Se
suelen utilizar para mecanizado de alta
producción en condiciones de corte muy
estables. Un ejemplo es el torneado de
discos de freno de automóvil.
• Se utilizan varios tipos de cerámicas. Las
más comunes son la alúmina (Al2O3), el
SIALON y el nitruro de silicio (NSi).
• Si se requieren durezas todavía más altas,
a costa de perder tenacidad, se emplean
los materiales compactos: Diamante
policristalino (PCD) y el nitruro de boro
cúbico policristalino (PCBN).
• Dado el elevado costo de estos materiales,
siempre se utilizan plaquitas o insertos.
9. Recubrimientos
FUNCIONES DEL RECUBRIMIENTO DE LAS HERRAMIENTAS
DE CORTE:
•Los requisitos que debe cumplir una herramienta de corte son muchas
veces imposibles de conseguir con un único material de corte.
•En la práctica se utiliza una combinación de materiales. Un material base
que aporte la tenacidad, recubierto superficialmente con otro material muy
duro.
•Las funciones de un recubrimiento son:
• Aumentar la dureza de la superficie.
• Reducir el rozamiento entre herramienta y viruta.
• Proteger la herramienta de las altas temperaturas.
Recubrimiento con espesores de 12
micras aprox
10. Recubrimientos
TIPOS DE RECUBRIMIENTO UTILIZADO EN HERRAMIENTAS DE
CORTE:
•Existe gran variedad de materiales utilizados en recubrimiento, y continuamente
aparecen nuevos compuestos y otros quedan obsoletos.
•Prácticamente la mayoría de los recubrimientos se basan en el Nitruro de
Titanio (TiN).
•En función de la propiedad que se busca, se han desarrollado:
• TiCN: Más dureza que TiN.
• TiAlN: Recubrimientos más duros a mayores temperaturas que TiN.
• TiCAlN: Mejora de la fricción.
12. HERRAMIENTAS DE CARBURO CEMENTADO
• Carburo cementado o metales duros. El carburo se utilizó por primera vez para
herramientas de corte en Alemania, durante la Primera Guerra Mundial, como
sustituto de los diamantes. Durante la década de 1930 se descubrieron varios
aditivos que mejoraron en general las cualidades y rendimiento de estas
herramientas.
• Desde entonces se han desarrollado varias clases de carburos cementados
apropiados a diferentes materiales y operaciones de mecanizado.
• Los carburos cementados son productos del proceso de metalurgia de polvos;
consisten principalmente en diminutas partículas de polvo de tungsteno y carbono
cementado entre si en caliente con un metal de temperatura de fusión menor que por
lo general es el cobalto.
• Se utilizan 5 polvos en la fabricación de carburo cementado
– Carburo de titanio
– Carburo de tungsteno
– Carburo de tantalio
– Carburo cobalto
– Carburo de níquel
Polvo de Titanio
14. COMPACTACIÓN
• Después de los polvos y el mezclado se le deberá moldear para compactar los
polvos para darle la siguiente forma.
• Se pueden utilizar 5 métodos de compactación
– Proceso de extrusión
– Prensado en caliente
– Prensado isostático
– Prensado de lingotes
– Prensado de pastillas
SINTERIZADO
• El sinterizado es el ultimo paso del proceso de fabricación de carburos
cementados. El proceso se realiza en una atmosfera controlada o al vacío
oscilando entre una temperatura de 1400 y 1500 ºC.
• La clave de este proceso es que durante la operación de sinterizado, el
aglutinante de cobalto une y cementa los polvos de carburo a una estructura
densa de cristales de carburo que son extremadamente duros.
15. APLICACIONES DEL CARBURO CEMENTADO
• Debido a las propiedades de extrema dureza y buena resistencia al
desgaste del carburo cementado, se le ha utilizado extensamente
en la fabricación de herramientas para el corte de metales. Las
brocas, rimas, fresas y buriles para torno son tan solo algunos
ejemplos de la aplicación
Buriles para torno
16. • Las herramientas de corte de carburo cementado para torno
están disponible en dos clases:
1. De punta soldada
2. De inserto intercambiable
TIPOS DE BURILES PARA TORNO
HERRAMIENTAS DE CARBURO CON PUNTA SOLDADA
• Las puntas de carburo cementado se pueden soldar al cuerpo o
vástagos de acero y están disponibles en una gran variedad de
estilos y tamaños.
Buril
17. HERRAMIENTAS DE CARBURO CEMENTADO CON INSERTO
• Los insertos de carburo cementado se fabrican en una gran
diversidad de formas como triangular, cuadrada, en diamante y
redonda. Estos insertos se sostienen mecánicamente mediante un
soporte especial.
• Cuando una arista de corte pierde el filo, se puede intercambiar o
girarse en el sujetados para que presente una nueva arista de
corte.
Buril con inserto Buril con inserto
Buril soldado
18. • Ventajas de los insertos contra los soldados.
1. Se requiere menos tiempo para pasar a una nueva arista de corte
2. El tiempo de paro de la maquina se reduce considerablemente y por
lo tanto aumenta la producción
3. El tiempo que normalmente se necesita para reafilar la herramienta
se elimina.
HERRAMIENTAS DE CARBURO CEMENTADO CON INSERTO
Diferentes tipos y formas de insertos
